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Biología - 6 - La Membrana Celular

16 de diciembre de 2020 por Arturo J. Murias

Contenidos

Componentes

  • Lípidos:
    • Fosfoglicéridos o fosfolípidos (anfipáticos):
      • Forman la bicapa:
        • Cabezas (fosfato + aminoalcohol) polares exteriores;
        • Colas (ácidos grasos + glicerina) apolares interiores.
    • Esteroles (hidrófobos o anfipáticos):
      • En células eucarióticas y arqueas abunda el colesterol.
      • Insertos en la bicapa, a la que estabilizan.
    • Glucoesfingolípidos o glucolípidos (anfipáticos):
      • Abundantes en el tejido nervioso.
      • Funcionan como antígenos del glicocálix de las células animales que permiten a la célula ser reconocida por otras, por lo que están la la cara externa de la bicapa.
  • Proteínas: holoproteínas, glucoproteínas y lipoproteínas.
    • Perfiféricas (hidrófilas): asociadas a la bicapa por enlaces iónicos lábiles.
    • Integrales (anfipáticas): integradas en la bicapa:
      • Transmembrana;
      • Integradas en una de las 2 capas.

Estructura

  • Espesor de 7,5 nm.
  • Estructura unitaria en toda célula y en todo orgánulo membranoso: bicapa lipídica trilaminar con:
    • 2 bandas polares externas (electrondensas): cabezas de los fosfolípidos;
    • 1 banda apolar interna (electronclara): ácidos grasos de los fosfolípidos, enfrentados.
    • Proteínas, esteroles y glucolípidos asociados externamente o integrados en ella.
  • Asimétrica:
    • Glucolípidos y glucoproteínas solo en cara externa.
    • Proteínas periféricas casi solo en cara interna.
  • Fluida:
    • Permite la incorporación y la formación de vesículas membranosas (en endocitosis y en exocitosis).
    • Movimientos:
      • Los lípidos se desplazan lateralmente, rotan y se intercambian con otros de la capa opuesta.
      • Las proteínas se desplazan lateralmente.
    • Factores que reducen la fluidez:
      • Presencia de esteroles intercalados en la bicapa.
      • Una temperatura baja.
      • Fosfolípidos con ácidos grasos de cadena corta: con pocos puentes de H entre ellos.
      • Fosfolípidos con ácidos grasos insaturados: con codos: con pocos puentes de H entre ellos.

Funciones

  • Es una barrera semipermeable que regula el paso de buena parte de las sustancias que la célula intercambia con su medio.
  • Cohesiona y comunica a las células de un tejido.
  • Ejecuta la citocinesis al final de una división celular.
  • Produce y mantiene gradientes electroquímicos, cuando son necesarios para la función de la célula.
    • P.e. mantiene la polaridad normal de la membrana de las neuronas (exterior positivo respecto del interior), la cual se invierte al pasar el impulso nervioso.
  • Recibe señales.
    • P.e. de hormonas o de neurotransmisores, gracias a receptores de superficie específicos de cada uno de ellos.
  • Permite al sistema inmunitario reconocer a células y moléculas extrañas (antígenos).
    • Los anticuerpos (glicoproteínas) que los linfocitos B tienen en sus membranas celulares les permiten reconocer a antígenos libres.
    • Los receptores de antígenos (glicoproteínas) que los linfocitos T tienen en sus membranas celulares les permiten reconocer a antígenos que les son presentados.
  • Permite que la célula sea reconocida por el sistema inmunitario.
    • Los antígenos de histocompatibilidad o antígenos HLA o antígenos del CMH (glicoproteínas) de todas las células de cada mamífero constituyen una especie de "firma química" que permite a los globulos blancos identificarlas como células propias.

Transporte Transmembrana

  • Transporte pasivo: a favor de gradiente => sin consumo de E.
    • Difusión simple:
      • Por la bicapa lipídica: sustancias (a) apolares o (b) polares pequeñas sin carga:
        • Hormonas esteroideas, ácidos grasos, O2, N2;
        • H2O, CO2.
    • Difusión facilitada:
      • Por proteínas transmembrana:
        • Proteínas de canal = canales iónicos: se abren por voltaje. P.e. los canales de Na+ de las neuronas se abren cuando llega un impulso nervioso, lo que permite el retorno de Na+ a favor de gradiente;
        • Proteínas transportadoras = permeasas: se abren, cambiando de conformación, al unirse a ellas la sustancia a transportar, de la cual son específicas. P.e. la entrada de hormonas proteínicas.
  • Transporte activo: en contra de gradiente => con consumo de E; por permeasas; la E la aporta una ATPasa de membrana.
    • Directo: la ATPasa está acoplada a la propia permeasa:
      • Bomba de Na+/K+: mantiene la polaridad normal de la membrana de las neuronas (exterior positivo respecto del interior);
      • Bomba de H+: bombea H+ hacia el interior de los lisosomas, o hacia la luz del estómago, para crear un ambiente ácido que permita trabajar a las hidrolasas;
      • Bomba de Ca2+: bombea Ca2+ hacia el interior del retículo sarcoplasmático de las células musculares cuando cesa el impulso nervioso, para que los filamentos gruesos se separen de los finos.
    • Indirecto: se bombea una sustancia en contra de gradiente (p.e. Na+), la cual retorna por una permeasa a favor de gradiente, pero al hacerlo cotransporta a una segunda sustancia (p.e. un anión por simporte u otro catión por antiporte).
  • Transporte en masa: con consumo de E; por vesículas de membrana.
    • Endocitosis. Tipos:
      • Pinocitosis: de pequeñas sustancias disueltas.
      • Fagocitosis: de partículas grandes suspendidas. Estas a veces han de unirse a receptores de superficie para ser fagocitadas. Se forma así una vesícula llamada fagosoma, que en el segundo caso está revestida inicialmente por clatrina. Tras ello, el contenido del fagosoma...
        • Va a ser digerido por lisosomas (m.o., macronutrientes) para que los azúcares, aminoácidos, ácidos grasos, etc. resultantes, sean aprovechados por la célula;
        • Va a ser transportado a través de la célula (p.e.desde el plasma sanguíneo, a través de las células endoteliales, hasta el plasma intercelular y de ahí a las células receptoras).
    • Exocitosis. Se secretan sustancias al exterior celular:
      • Materiales constitutivos de la pared celular, del glicocálix, de la sustancia intercelular, de caparazones...;
      • Enzimas digestivas: por líquenes, por hongos, por las células de la mucosa gástrica o duodenal...;
      • Neurotransmisores, hormonas y citoquinas para la interacción con otras células;
      • Desechos tras una fagocitosis o una autofagia de orgánulos deteriorados.

Diferenciaciones

  • Microvellosidades:
    • Para aumentar la superficie de intercambio de sustancias, como en los enterocitos de la mucosa intestinal, donde se absorben a la sangre los nutrientes del quilo.
    • Para retener fluidos lubricantes, como en los mesotelios (las pleuras, el pericardio y el peritoneo).
  • Invaginaciones:
    • Para aumentar la superficie de intercambio de sustancias, como en el túbulo renal de las nefronas, donde se reabsorben a la sangre diversas sustancias desde la orina inicial.
  • Estereocilios:
    • En las células de las cámaras del oído interno rellenas de endolinfa: caracol, utrículo, sáculo y 3 canales sermicirculares: transducen vibraciones del medio (endolinfa) en impulsos nerviosos (nervio auditivo).
  • Uniones intercelulares:
    • De adherencia: mallas de proteína que permiten la cohesión de las células de un tejido. Entre las células del endotelio vascular y, en general, en todos los epitelios.
    • Impermeables o herméticas: impiden el paso de sustancias entre 2 células contiguas. Entre los enterocitos o entre las células del endotelio vascular de los capilares cerebrales.
    • Comunicantes o de tipo "gap": impiden el paso de sustancias entre 2 células contiguas, salvo por canales de proteína. En la barrera hematoencefálica entre los astrocitos y las células del endotelio vascular.